DE2752688A1

DE2752688A1 - DEVICE FOR MEASURING THE DAMPING OF OPTICAL WAVES ON OPTICAL TRANSMISSION LINES

Info

Publication number: DE2752688A1
Application number: DE19772752688
Authority: DE
Inventors: Heinrich Dr Ing Liertz; Ulrich Dipl Ing Oestreich; Guenter Dr Ing Zeidler
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1977-11-25
Filing date: 1977-11-25
Publication date: 1979-05-31
Also published as: CA1112894A; DE2752688B2; US4257707A; DE2752688C3

Description

SIEMENS AKTIEFGESELLSCHIf-T unser ZeichenSIEMENS AKTIEFGESELLSCHIf-T our mark Berlin und München ^ _ VPA 77 ρ 6 7 9 8 BRDBerlin and Munich ^ _ VPA 77 ρ 6 7 9 8 FRG

Vorrichtung zum Messen der Dämpfung optischer Wellen auf optiachen Übertragungsstrecken Device for measuring the attenuation of optical waves on optical transmission links

Sie Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Messen der Dämpfung optischer Wellen auf mit Lichtwellenleitern aufgebauten optischen Übertragungsetrecken, bestehend aus einem optischen Sender, der eine Lichtquelle und einen Anschluß für die zu messende Strecke aufweist, und aus einem optischen Empfänger. TTm die Übertragungsgüte einer aus Lichtwellenleitern aufgebauten Übertragungsstrecke feststellen zu können, kann man die Größe des am Ende ankommenden Hutzsignals mit der Größe des in die Übertragungsstrecke eingespeisten Signals vergleichen und so die Dämpfung der Strecke ermitteln.The invention relates to a device for measuring the attenuation of optical waves on optical transmission routes constructed with optical waveguides, consisting of an optical transmitter, which has a light source and a connection for the route to be measured, and an optical receiver. TTm the To be able to determine the transmission quality of a transmission path made up of optical fibers, one can determine the size of the Compare the Hutz signal arriving at the end with the size of the signal fed into the transmission path and thus the Determine the attenuation of the route.

Aus der DT-OS 2 451 654 ist eine Vorrichtung zum Messen von Störstellen und/oder Längen von Glasfasern bekannt, die aus einem Impulslaser und aus einem lichtempfindlichen EmpfängerFrom DT-OS 2 451 654 a device for measuring Defects and / or lengths of glass fibers known from a pulsed laser and from a light-sensitive receiver besteht. Der vom Impulslaser ausgesandte Lichtimpuls durchsetzt eine erste Fokussierungsoptik und trifft danach auf einen Strahlteiler, zum Beispiel auf einen teildurchlässigen Spiegel. Der eine aus dem Strahlteiler kommende Lichtanteil wird mittels einer zweiten Fokussierungsoptik auf die zu unterconsists. The light pulse emitted by the pulsed laser passes through a first focusing lens and then hits a beam splitter, for example on a partially transparent mirror. The one light component coming from the beam splitter is by means of a second focusing optics on the under suchende Glasfaser gerichtet; der Impuls durchläuft die Glas faser, wird an deren Ende oder an einer Storsteile reflektiert und gelangt dann wieder auf den Strahlteiler, um jetzt über eine weitere Pokuseieroptik auf den lichtempfindlichen Empfänger zu treffen. Sin weiteres Verfahren zur Ortung einessearching fiber optic directed; the pulse passes through the glass fiber, is reflected at the end of it or at a part of the storm and then reaches the beam splitter again, at now via another Pokuseieroptik on the light-sensitive To meet recipients. Sin another method of locating one

Rn 1 HiI / 25.11.1977 - 2 -Rn 1 HiI / 11/25/1977 - 2 -

909822/0184909822/0184

¹T ¹ T

- ? - 77 P 6 73 8 BRD-? - 77 P 6 73 8 FRG

Risses auf mindestens einer Faser eines optischen Kabels ist aus der DT-OS 2 533 217 bekannt; das Verfahren beruht auf einer laufzeitmessung.A crack on at least one fiber of an optical cable is known from DT-OS 2 533 217; the procedure is based on one runtime measurement.

Nun ist es bekannt, daß das Ergebnis von Dämpfungsmessungen von dem durch die einstrahlende Lichtquelle angeregten Modenspektrum abhängt. Dies ist darauf zurückzuführen, daß sich in einem Licht· wellenleiter nicht alle Moden mit gleichem Wirkungsgrad ausbreiten und daß daher Lichtanteile, die sich in ungünstigen Moden ausbreiten, der Nutzleistung der Nachrichtenübertragung verloren gehen. Dieses Phänomen ist auch von der Hohlleitertechnik her bekannt.It is now known that the result of attenuation measurements of depends on the mode spectrum excited by the irradiating light source. This is due to the fact that in a light Waveguides do not propagate all modes with the same efficiency and that therefore light components that are in unfavorable Modes propagate, the useful power of the message transmission are lost. This phenomenon is also from the waveguide technology known.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht nun darin, eine Vorrichtung zu schaffen, die eine definierte und reproduzierbare Messung an einer Übertragungsstrecke ermöglicht.The object on which the invention is based is now to create a device that has a defined and reproducible Measurement on a transmission path enabled.

Die gestellte Aufgabe wird durch die Vorrichtung der eingangs beschriebenen Art dadurch gelöst, daß im Sender wenigstens zwei Lichtquellen unterschiedlicher Wellenlänge vorgesehen sind, die ihr Licht in einen gemeinsamen Lichtwellenleiter speisen, und daß ein Modenmischer und eine Einrichtung, welche die im Modenmischer erzeugten Mantel- und Leckmoden vom Lichtwellenleiter wieder abstreift (Modenstreifer), den Lichtquellen nachgeschaltet und/oder dem optischen Empfänger vorgeschaltet sind.The object is achieved by the device of the type described in that in the transmitter at least two light sources of different wavelengths are provided, which their light in a common optical waveguide feed, and that a mode mixer and a device which the cladding and leakage modes generated in the mode mixer from the optical waveguide strips off again (mode strip), downstream of the light sources and / or upstream of the optical receiver are.

Bei Anwendung der Vorrichtung nach der Erfindung wird dem zu messenden Lichtwellenleiter eine Modenverteilung angeboten, die dem Zustand am Ende einer sehr langen Faser entspricht. Einen derartigen Modenzustand könnte man an sich durch eine entsprechende Abbildung mittels eines Linsensystems erzeugen; diese Technik ist aber für ein Streckenmeßgerät weniger gut geeignet. Eine weitere Möglichkeit ergäbe sich durch Vorschalten eines genügend langen Lichtwellenleiters vor die zu messende Faser, wobei die vorgeschaltete und die zu messende Faser vorzugsweise identisch aufgebaut sein sollen.When using the device according to the invention, the optical waveguide to be measured is offered a mode distribution, which corresponds to the state at the end of a very long fiber. Such a fashionable state could actually be achieved by a generate corresponding image by means of a lens system; but this technology is less for a distance measuring device well suited. Another possibility would be provided by connecting a sufficiently long optical waveguide the fiber to be measured, the upstream fiber and the fiber to be measured preferably being constructed identically.

- 3 909822/0184 - 3 909822/0184

- ·ό - 77 P 6 7 93 QRD- · ό - 77 P 6 7 93 QRD

Bel der Vorrichtung nach der Erfindung aber wird vor den zu messenden Lichtwellenleiter ein Hodenmischer und eine Einrichtung geschaltet, welche die Mantel- und Leckmoden vom Llchtwellenleiter wieder abstreift (Hodenstreifer). Im Hodenmischer werden sämtliche Kernmoden sowie Leck- und Hantelmoden angeregt. Im Hodenstreifer dagegen werden die Hantel- und Leckmoden absorbiert« so daß eine dem Endzustand ("steady state¹*) vergleichbare Hodenverteilung übrig bleibt.In the device according to the invention, however, a testicle mixer and a device are connected in front of the optical waveguide to be measured, which strips off the sheath and leak modes from the optical waveguide (testicle scraper). All core modes as well as lick and dumbbell modes are stimulated in the testicle mixer. In the testis, brush, however, the Dumbbell and leaky modes are absorbed, "so that the final state (" steady state ¹ *) comparable testicles distribution remains.

Einen Hodenmischer erhält man zum Beispiel dadurch, daß der Lichtwellenleiter statistisch ungeordneten Biegungen unterworfen wird. In der Praxis könnte der Lichtwellenleiter zwischen zwei Hammerschlagblechen eingegossen werden. Einen Hodenstreifer erhält man vorzugsweise dadurch, daß der Lichtwellen-A testicle mixer is obtained, for example, by subjecting the optical waveguide to randomly random bends. In practice, the fiber optic cable could be cast between two hammer striking plates. A testicle scraper is preferably obtained by the fact that the light wave leiter gebogen durch eine Immersionsflüssigkeit, derenhead bent by an immersion liquid whose Brechungsindex dem des Lichtwellenleitermantels entspricht, geführt wird. Der Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung gegenüber den ah sich noch möglichen Lösungen liegt darin, daß man nur wenige Heter Lichtwellenleiter benötigt, währendRefractive index that corresponds to that of the optical fiber jacket, is performed. The advantage of the solution according to the invention over the solutions that are still possible is that you only need a few straight fiber optics while man sonst wenigstens 500 Heter Lichtwellenleiter verbrauchen würde.otherwise at least 500 straight fiber optic cables would be consumed.

Beim Hessen von kurzen Lichtwellenleitern oder Lichtwellenleiter-Strecken, in welche auch noch Spleiße eingebaut seinIn the case of short fiber optic cables or fiber optic lines in which splices are also built in können, ist der Endzustand der Modenverteilung ("steady state") an der Auskoppelseite nicht notwendigerweise erreicht. Deshalb ist es für vergleichbare Dämpfungsmessungen zweckmäßig, einen Hodenmischer und Hodenstreifer auch nach der Auskoppelseite im Empfänger einzubauen.is the final state of the mode distribution ("steady state") not necessarily achieved on the coupling-out side. Therefore, for comparable attenuation measurements, it is advisable to to install a testicle mixer and scraper after the decoupling side in the receiver.

Es besteht oft der Wunsch, Dämpfungsmessungen bei verschiedenen Wellenlängen mit einer einzigen Ankopplung an die zu messende Strecke durchführen zu können. Um dies zu erreichen, könnte man zum Beispiel weiße Lichtquellen mit nachgeschalteThere is often a desire to measure attenuation at different wavelengths with a single coupling to the to be able to carry out a measuring route. To achieve this, white light sources could be connected downstream, for example ten Filtern verwenden. Der Nachteil einer solchen Einrichtung liegt aber in der von der Lichtquelle verbrauchten Energie, die in den filtern wieder vernichtet wird. Ee werden daherUse th filters. The disadvantage of such a facility But lies in the energy consumed by the light source, which is destroyed again in the filters. Ee will therefore

- 4 -909822/0184- 4 -909822/0184

-4 - 77 P 6 73 8 QRD-4 - 77 P 6 73 8 QRD

als Lichtquelle vorteilhafterweise Dioden, die Licht verschiedener Wellenlängen erzeugen, zum Beispiel 650 mn, 820 nm und 1060 mn, verwendet.as a light source advantageously diodes, the light of different Generate wavelengths, for example 650 mn, 820 nm and 1060 mn, used.

Anhand eines in der Figur dargestellten Ausführungsbeispiels wird die Erfindung erläutert.The invention is explained on the basis of an exemplary embodiment shown in the figure.

Das Streckendämpfungsmeßgerät besteht aus dem Sender 1 und dem Empfänger 2, zwischen welchen sich die Meßstrecke 3, nämlich die zu messende Lichtleitfaser, befindet. Im Sender sind drei Laser- oder Lumineszenzdioden 4, 5, 6, angeordnet, die Licht unterschiedlicher Wellenlänge erzeugen. Auf die Dioden werden je zwei Lichtwellenleiter aufgesetzt, zum Beispiel aufgeklebt. Derjenige Lichtwellenleiter 7» 8, 9, der optimal zur Diode positioniert ist, dient zur Messung, während der andere, nur vom Streulicht bzw. Randlicht der Diode gespeiste Lichtwellenleiter 10, 11, 12 einen Teil eines Regelkreises darstellt, der zur Eonstanthaltung der Diodenhelligkeit dient.The distance attenuation measuring device consists of the transmitter 1 and the receiver 2, between which the measuring distance 3, namely the optical fiber to be measured is located. There are three in the transmitter Laser or luminescence diodes 4, 5, 6 arranged, which generate light of different wavelengths. Be on the diodes Two optical waveguides each put on, for example glued on. That optical waveguide 7 »8, 9, which is optimally positioned to the diode, is used for measurement, while the other only Optical waveguides 10, 11, 12 fed by the scattered light or marginal light of the diode represent part of a control loop which serves to keep the diode brightness constant.

Die der Messung dienenden Lichtwellenleiter 7, 8, 9 werden in Gabeln 13, 14 zusammengefaßt, vorteilhafterweise zusammengeschweißt. Da die Dämpfung einer Gabel bei etwa 5 dB liegt, sollte darauf geachtet werden, daß dasjenige Licht, welches am stärksten gedämpft wird, zum Beispiel Licht mit einer Wellenlänge von 650 mn, nur eine einzige Gabel durchläuft. An den Ausgang der Gabeln wird ein Modenmischer und Modenstreif er 15 zum Beispiel mittels Steckern oder durch Verschweißen angebracht. Daran befindet sich der Senderstecker 16, an den die Meßstrecke 3 mittels eines Mikromanipulators 17 optimal angekoppelt wird. Dieser Manipulator ermöglicht die Ausrichtung des Endes des zu messenden Lichtwellenleiters nach allen drei Koordinaten.The optical waveguides 7, 8, 9 used for the measurement are combined in forks 13, 14, advantageously welded together. Since the attenuation of a fork is around 5 dB, care should be taken to ensure that the light that is most strongly attenuated, for example light with a wavelength of 650 nm, only passes through a single fork. At the output of the forks, a mode mixer and mode stripe 15 is attached, for example by means of plugs or by welding. This is where the transmitter connector 16 is located, to which the measuring section 3 is optimally coupled by means of a micromanipulator 17. This manipulator enables the end of the optical fiber to be measured to be aligned according to all three coordinates.

Die Auskopplung des Lichts am Ende der Strecke 3 erfolgt wiederum unter Zuhilfenahme eines Mikromanipulators 17, der eine genaue Ausrichtung auf den Empfänger e 1 π gang 18 ermög-The decoupling of the light at the end of the path 3 takes place again with the aid of a micromanipulator 17, the an exact alignment to the receiver e 1 π gang 18 enables

- 5 909822/0184 - 5 909822/0184

- t.. 77 P 6 7 G 8 BRD- t .. 77 P 6 7 G 8 FRG

licht. Bas ausgekoppelte Licht gelangt dann wieder auf einen Modenmischer und Modenstreifer 15, an den die Empfängerdiode 19 angeschlossen ist.light. The decoupled light then reaches you again Mode mixer and mode stripper 15 to which the receiver diode 19 connected.

5 Patentansprüche 1 Figur5 claims 1 figure

- 6 -909822/0184- 6 -909822/0184

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Claims

2752688 77 P 6 7 3 3 FRG Pat ent ana pr loan

Vorrichtung zum Messen der Dämpfung optischer Wellen auf mit Lichtwellenleitern aufgebauten optischen Übertragungsstrecken, die aus einem optischen Sender, der eine Lichtquelle und einen Anschluß für die zu messende Strecke aufweist, und aus einem optischen Empfänger besteht, dadurch gekennzeichnet, daß im Sender wenigstens zwei Lichtquellen unterschiedlicher Wellenlänge vorgesehen sind, die ihr Licht in einen gemeinsamen Lichtwellenleiter speisen, und daß ein Hodenmischer und eine Einrichtung, welche die im Modenmischer erzeugten Mantel- und Leckmoden vom Lichtwellenleiter wieder abstreift (Modenstreifer), den Lichtquellen nachgeschaltet und/oder dem optischen Empfänger vorgeschaltet sind.Device for measuring the attenuation of optical waves on optical transmission links constructed with optical waveguides, which consists of an optical transmitter, which has a light source and a connection for the route to be measured, and an optical receiver, characterized in that in the transmitter at least two light sources of different wavelengths are provided, which feed their light into a common optical waveguide, and that a testicle mixer and a device, which the jacket and generated in the mode mixer Strips leak modes from the optical waveguide again (mode stripper), downstream of the light sources and / or the optical receivers are connected upstream.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Lichtquelle eine Lumineszenz-Diode benutzt ist, auf welche zwei Lichtwellenleiter aufgesetzt sind, von denen der eine die für die Messung erforderliche Lichtmenge auskoppelt, während der andere vom Streulicht bzw. Randlicht der Diode gespeist wird und Licht für die Regelung der Diodenhelligkeit liefert.2. Apparatus according to claim 1, characterized in that a luminescent diode is used as the light source, on which two optical waveguides are placed, of which the one decouples the amount of light required for the measurement, while the other from the scattered light or marginal light of the diode is fed and provides light for regulating the diode brightness.

3. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die von den verschiedenen Lichtquellen kommenden Lichtwellenleiter mittels optischer Gabeln zusammengefaßt sind.3. Device according to one of claims 1 and 2, characterized in that the various light sources coming fiber optic cables are summarized by means of optical forks.

4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Modenmischer und der Modenstreifer durch ein längeres Stück eines Lichtwellenleiters gebildet sind, der statistisch ungeordneten Biegungen unterworfen ist.4. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the mode mixer and the mode stripper by a longer piece of an optical fiber are formed, which is subject to randomly random bends.

909822/0184909822/0184

ORIGINAL INSPECTEDORIGINAL INSPECTED

-fi --fi - 77 P 6 / 9 ^ BRD77 P 6/9 ^ FRG

• <χ·• <χ ·

5. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the optical waveguide to be measured by means of a device that allows adjustment of the clamped Optical fiber allows in three coordinates, coupled to the connection of the transmitter and / or receiver is.

909822/0184